UPS即不間斷電源,是將蓄電池(多為鉛酸免維護(hù)蓄電池)與主機(jī)相連接,通過主機(jī)逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。在歐美國家取Uninterruptible Power System的英文前綴簡稱為UPS。
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1分類及原理
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按輸入輸出相數(shù)分:單進(jìn)單出、三進(jìn)單出和三進(jìn)三出。
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按功率等級分:微型(<3KVA)、小型(3KVA~10KVA)、中型(10KVA~100KVA)和大型(>100KVA)。
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按電路結(jié)構(gòu)形式分:有后備式、在線互動(dòng)式、在線式等。
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按輸出波形的不同分:有方波和正弦波兩種。
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現(xiàn)按電路結(jié)構(gòu)形式分類,分別敘述如下:
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1.1后備式(OFF-LINE或STAND-BY)
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1)原理:
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① 市電正常時(shí)則市電經(jīng)穩(wěn)壓后直接輸出負(fù)載,同時(shí)經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電給電池充電,此時(shí)逆變器不工作。
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?、?當(dāng)市電故障時(shí),由電池提供電力,經(jīng)逆變器輸出負(fù)載。此切換時(shí)間約4-10ms之間。
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2)特點(diǎn):
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功率范圍: 300~2000VA
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工作特點(diǎn):對市電進(jìn)行簡單的升降壓及濾波處理后直接供給負(fù)載,當(dāng)輸入電源不符合要求時(shí)才由電池供電。在絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)負(fù)載使用的是市電。
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優(yōu) 點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、體積小、噪聲低、效率高。
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缺 點(diǎn):市電/電池供電轉(zhuǎn)換時(shí)間4~10ms,輸出精度低、輸出波形差、輸出波形為方波。
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主要應(yīng)用對象:單臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的斷電保護(hù)
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1.2在線交互式(HYBIRD)
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在線交互式又稱混合式或三端口式。
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1)原理:
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?、?市電正常時(shí),市電經(jīng)穩(wěn)壓后,由轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出負(fù)載,同時(shí)經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電給電池充電,此時(shí)逆變器已經(jīng)激活,但未輸出。
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② 當(dāng)市電故障,由電池提供電力,經(jīng)逆變器輸出負(fù)載。
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2)特點(diǎn):
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功率范圍: 1~800KVA
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工作特點(diǎn):市電經(jīng)過整流轉(zhuǎn)換為直流,由逆變器調(diào)制出穩(wěn)定的正弦波。
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優(yōu) 點(diǎn):負(fù)載端與市電輸入端處于優(yōu)良的”電隔離“狀態(tài)之中、輸出波形好、輸出電壓質(zhì)量高、無論負(fù)載突變或負(fù)載穩(wěn)定時(shí)均呈現(xiàn)優(yōu)異的帶載特性。
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缺 點(diǎn):效率低、成本高
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主要應(yīng)用對象:計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、精密儀器儀表、工業(yè)系統(tǒng)的斷電保護(hù)。
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1.3在線式(ON-LINE):
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1)原理:
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?、佼?dāng)市電正常時(shí),市電經(jīng)整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娊o電池充電,同時(shí)輸出到逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為正弦交流電,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出到負(fù)載。
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?、诋?dāng)市電輸入不正常時(shí),由電池經(jīng)逆變器輸出到負(fù)載。
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?、?當(dāng)逆變器發(fā)生故障或輸出功率不足(由于過載、過熱等原因)時(shí),轉(zhuǎn)換開關(guān)將自動(dòng)切換至靜態(tài)旁路由市電繼續(xù)供電。若旁通是由于過載引起的,UPS將在負(fù)載低于100%時(shí),跳回逆變器正常輸出。若旁通是由于過熱引起的,UPS將在溫度低于報(bào)警點(diǎn)時(shí)跳回正常輸出。
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2)特點(diǎn):
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無論是市電供電正常時(shí),還是市電中斷由電池逆變供電期間,逆變器始終處于工作狀態(tài),這就從根本上消除了來自電網(wǎng)的電壓波動(dòng)和干擾對負(fù)載的影響。
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由于平時(shí)逆變器與市電以同步方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),所以逆變器與市電之間經(jīng)由轉(zhuǎn)換開關(guān)自動(dòng)相互切換的時(shí)間均應(yīng)小于2ms,故其可靠度高,適合電源品質(zhì)要求較高的場所。